高考物理一轮复习 单元测试 交变电流传感器（含答案解析）

2020版高考物理 单元测试

交变电流传感器

1.一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220 V交变电流改为110 V，已知变压器原线圈匝数为800，则副线圈匝数为(　　)

A．200         B．400         C．1 600         D．3 200

2.关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是(　　)

A．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息

B．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波

C．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同

D．遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同

3.现代生活中，人们已更多地与电磁波联系在一起，并且越来越依赖于电磁波，关于电磁场和电磁波，以下说法正确的是(　　)

A．把带电体和永磁体放在一起，即可以在其周围空间中产生电磁波

B．手机、电视、光纤通信都是通过电磁波来传递信息的

C．医院中用于检查病情的“B超”是利用了电磁波的反射原理

D．车站、机场安全检查时“透视”行李箱的安检装置是利用红外线实现成像的

4.一个小型电热器若接在输出电压为10 V 的直流电源上，消耗电功率为P；若把它接在某个正弦式交流电源上，其消耗的电功率为.如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为(　　)

A．5 V        B．5 V       C．10 V          D．10 V

5.如图所示,一理想变压器的原、副线圈匝数之比为n1∶n2=55∶1,原线圈接电压u=220sin 100πt V的交流电源,电表均为理想电表。闭合开关后,在滑动变阻器的滑片P从最上端滑到最下端的过程中,下列说法正确的是(　　)

A.副线圈交变电流的频率是100 Hz

B.电压表的示数为4 V

C.滑动变阻器两端的电压先变大后变小

D.电流表的示数变小

6.假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置，使司机不仅可以防止对方汽车强光的刺激，也能看清自己车灯发出的光所照亮的物体．以下措施中可行的是(　　)

A．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是水平的

B．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向也是竖直的

C．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°

D．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向也是斜向右上45°

7.如图所示，面积均为S的单匝线圈绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度ω匀速转动，能产生正弦交变电动势e=BSωsin ωt的图是(　　)

8.一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0 Ω，则外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图乙所示，则(　　)

A．电压表的示数为220 V

B．电路中的电流方向每秒钟改变50次

C．灯泡实际消耗的功率为484 W

D．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J

9. (多选)在远距离输电时，输送的电功率为P，输电电压为U，所用导线电阻率为ρ，横截面积为S，总长度为l，输电线损失的电功率为P′，用户得到的电功率为P用，则下列关系式中正确的是(　　)

A．P′=         B．P′=     C．P用=P－        D．P用=P

10. (多选)边长为L的正方形线框在匀强磁场B中以角速度ω匀速转动，产生的感应电流的最大值为Im，设灯泡的电阻为R，其他电阻不计．从如图所示位置开始计时，则(　　)

A．电路中电流的最大值Im=

B．电路中电流的瞬时表达式为i=Imsin ωt

C．电流表的读数为

D．灯泡的电功率为R

11. (多选)如图所示，理想变压器原线圈匝数n1=1 210，副线圈匝数n2=121，原线圈电压u=311sin 100 πt (V)，负载电阻R=44 Ω，不计电表对电路的影响，各电表的读数应为(　　)

A．A1读数为0.05 A

B．V1读数为311 V

C．A2读数为0.5 A

D．V2读数为31.1 V

12. (多选)如图所示为某兴趣小组设计的一种发电装置，在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为π，磁场均沿半径方向；矩形线圈abcd(d点未在图中标出)的匝数为N，其边长ab=cd=l，bc=ad=2l；线圈的总电阻为r，外接电阻为R；线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动，bc边和ad边同时进、出磁场．在磁场中，bc边和cd边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直．则(　　)

A．bc边和ad边在磁场中运动时，线圈的感应电动势的大小为NBl2ω

B．bc边和ad边在磁场中运动时，bc边所受安培力的大小为

C．通过R的电流有效值为

D．通过R的电流有效值为.

13.如图所示，交流发电机电动势的有效值E=20 V，内阻不计，它通过一个R=6 Ω的指示灯连接变压器．变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都是“6 V　0.25 W”，灯泡都正常发光，导线电阻不计．求：

(1)降压变压器原、副线圈匝数比；

(2)发电机的输出功率．

14.1897年，举世闻名的“尼亚加拉”水电站建成，现已使用100多年．当时世界各地都在使用着费用高昂的直流电．而尼亚加拉水电站采用了特斯拉发明的交流电供、输电技术，用高压电实现了远距离供电．若其中某一发电机组设计为：发电机最大输出功率为P=100 kW，输出电压为U1=250 V，用户需要的电压为U2=220 V，输电线电阻为R=10 Ω，若输电线中因生热而损失的功率为输送功率的4%.

(1)画出此输电线路的示意图；

(2)求在输电线路中设置的升压变压器的原、副线圈的匝数比；

(3)求降压变压器的最大输出电流I2(结果保留整数)．

答案解析

1.答案为：B；

解析：根据变压器的变压规律=，可求副线圈匝数为400，所以选项B正确．

2.答案为：B；

解析：

声波、电磁波都能传递能量和信息，选项A错误；在手机通话过程中，既涉及电磁波又涉及声波，选项B正确；可见光属于电磁波，“B超”中的超声波是声波，波速不同，选项C错误；红外线波长较X射线波长长，故选项D错误．

3.答案为：B；

解析：

要产生电磁波，必须要有变化的磁场与变化的电场，即电磁场，电磁场在介质中传播产生电磁波，A错误；通过电磁波可以实现各种通信，B正确；“B超”是利用了超声波的反射原理，C错误；车站、机场安全检查时“透视”行李箱的安检装置是利用X射线实现成像的，D错误．

4.答案为：C；

解析：

根据P=，对直流电有P=，对正弦式交流电有=，

所以正弦式交流电的有效值为U′== V，

故交流电源输出电压的最大值Um′= U′=10 V，故选项C正确，选项A、B、D错误．

5.答案为：B；

解析：

由电压公式知交变电流的角速度为ω=100πrad/s,则频率f==50Hz,变压器不改变电流的频率,

故副线圈交变电流的频率是50Hz,A错误;原线圈两端的输入电压有效值为220V,由知,

副线圈两端电压为U2=4V,即为电压表的读数,故B正确;在滑动变阻器的滑片P从最上端滑到最下端的过程中,电路中的总电阻减小,根据欧姆定律可知,变压器的输出电流增大,则输入的电流也增大,即电流表的示数变大,定值电阻R两端的电压变大,副线圈两端电压不变,所以滑动变阻器两端电压变小,故C、D错误。

6.答案为：D；

解析：

首先，司机要能够看清楚自己车灯发出的经对面物体反射回来的光线，所以他自己车灯的偏振片的透振方向和前窗玻璃的透振方向一定要平行；

其次，他不能看到对面车灯发出的强光，所以对面车灯玻璃的透振方向与他自己车窗玻璃的透振方向一定要垂直．满足上述要求的只有选项D.

7.答案为：A；

解析：

线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴(轴在线圈所在平面内)匀速转动，产生的正弦交变电动势为e=BSωsin ωt，由这一原理可判断，A图中感应电动势为e=BSωsin ωt；B图中的转动轴不在线圈所在平面内；C、D图转动轴与磁场方向平行，而不是垂直．

8.答案为：D；

解析：

电压表示数为灯泡两端电压的有效值，由题给图象知电动势的最大值Em=220 V，

有效值E=220 V，灯泡两端电压U==209 V，A项错误；由图象知T=0.02 s，

一个周期内电流方向改变两次，可知1 s内电流方向改变100次，B项错误；

灯泡的实际功率P== W=459.8 W，C项错误；电流的有效值I==2.2 A，

发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为Q=I2rt=2.22×5.0×1 J=24.2 J，D项正确．

9.答案为：BD；

解析：

输电线电阻R=ρ，输电电流I=，故输电线上损失的电功率为P′=I2R=ρ=，

用户得到的电功率为P用=P－P′=P，故选项B、D正确．

10.答案为：AD；

解析：

感应电动势的最大值Em=BL2ω，则电流的最大值Im==，选项A正确；

由线圈电流为最大值时开始计时，故电路中电流的瞬时表达式应为i=Imcos ωt，选项B错误；

电流表的读数为有效值，为I=Im，选项C错误；灯泡的电功率P=I2R=IR，选项D正确．

11.答案为：AC；

解析：

各表的读数均为有效值，故V1的读数U1=220 V；由U2=U1知，V2的读数为22  V；

由I2=知，A2的读数为0.5 A；I1=I2知，A1的读数为0.05 A，选项A、C正确．

12.答案为：BD；

解析：

 [bc、ad边的运动速度v=ω，电动势Em=2·NB·2l·v=2NBl2ω，A错误；

根据欧姆定律得，电流Im=，bc边所受安培力为F=N·B·Im·2l=，故B项正确；

因为两磁场的圆心角为π，故一个周期内，通电时间t=T，

由有效值定义知：I(R＋r)T=I2(R＋r)T，解得I=故选项D正确．]

13.解：

(1)彩色小灯泡额定电流I== A，副线圈总电流I2=24I=1 A.

变压器输入功率等于U1I1=U2I2=6 W.

变压器原线圈电路中，利用欧姆定律可得E=U1＋I1R=＋I1R=＋6I1.

代入E值解得I1= A(I1=3 A应舍去，根据题意是降压变压器，

应I1<I2=1 A)，所以==.

(2)发电机的输出功率P=I1E=6.67 W.

14.解：

(1)电路示意图如图所示．

(2)输电过程中损失的功率P损=ηP，

通过R的电流I2=，发电机的输出电流I1=，

升压变压器的原、副线圈匝数比==·=× =.

(3)用户得到的最大功率为P用=P(1－η)，降压变压器的输出最大电流

I2=== A≈436 A.